無人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

通訊作者：王永麗，1989年7月，男，漢族，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，就職于北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院，中級工程師，學(xué)士。研究方向：無人系統(tǒng)、武器系統(tǒng)總體技術(shù)。

摘 要：利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通信技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析，對危險區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、空中救援指揮、環(huán)境遙感監(jiān)測和森林資源進(jìn)行調(diào)查。森林資源不僅是我國的一種重要的社會資源，更是地面生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對于森林資源的管理與人類活動是息息相關(guān)的，會在人類活動的影響下產(chǎn)生資源儲量、資源利用方式等的不同。同時，森林資源的質(zhì)量與水平等也會對人類生活造成重大的影響。因此，需要森林管理人員加強對于森林資源的調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果合理管理森林資源，由于無人機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低，利用無人機(jī)遙感技術(shù)不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，更適用于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，實現(xiàn)無人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);遙感技術(shù);森林資源;調(diào)查;監(jiān)測

一、無人機(jī)遙感技術(shù)概述

無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，并且具有多種優(yōu)勢和特點，不僅具有一定程度的安全性、可靠性以及機(jī)動性，還具有一定程度的靈活性、直觀性和全面性。同時，無人機(jī)遙感技術(shù)還具有大尺度、宏觀性、高分辨率、系統(tǒng)集成性強、視點高、視域范圍廣、數(shù)據(jù)接收迅速等一系列的優(yōu)良特點。和一般的技術(shù)相比，其應(yīng)用成本是比較低的。除此之外，無人機(jī)遙感技術(shù)可以在一些重要的領(lǐng)域發(fā)揮出不小的作用。

二、無人機(jī)分類

（一）根據(jù)重量方面進(jìn)行劃分

有超重型、重型、中型、微型和輕小型幾種類型。超重型達(dá)到2000 kg左右;重型為200～2000 kg;中型則在20～200 kg之間;輕小型為5～50 kg。現(xiàn)在很多無人機(jī)愛好者主要應(yīng)用的是微型無人機(jī)，重量在5 kg。

（二）根據(jù)無人機(jī)具有的續(xù)航能力劃分

有近程、中程以及遠(yuǎn)程之分。近程無人機(jī)的飛行距離一般在50 km，續(xù)航時間約為5 h;中程無人機(jī)飛行距離一般為50～1500 km，續(xù)航時間為5～24 h;而遠(yuǎn)程無人機(jī)，一般飛行距離在1500 km以上，續(xù)航時間達(dá)到24 h?，F(xiàn)在民用無人機(jī)的主要類型是近程無人機(jī)[1]。

（三）由于無人機(jī)存在不同的動力劃分

有燃油和電池不同動力類型。燃油動力無人機(jī)的動力主要以流量為主，具有很強的帶動力，可以達(dá)到持久續(xù)航的效果，然而機(jī)動性方面相對不佳;電池動力無人機(jī)不僅機(jī)動靈巧，而且非?？焖?，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。

（四）由于飛行方式不同劃分

無人機(jī)又有固定翼和旋翼之分。固定翼通過人工方式進(jìn)行啟動，借助固定彈色或者跑道滑行來實現(xiàn)起飛，固定翼無人機(jī)對飛行場合有著相應(yīng)的要求;旋翼無人機(jī)在啟動過程中通過直升起降的形式來完成起飛，非常靈活方便。

三、林業(yè)資源調(diào)查工作中遇到的困難

（一）數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性還亟待提升

現(xiàn)如今，林業(yè)資源調(diào)查工作主要是為了有效掌握林業(yè)資源的生長情況、數(shù)量和質(zhì)量等相關(guān)數(shù)據(jù)，同時，有效監(jiān)測林區(qū)當(dāng)中的動植物與環(huán)境條件等，進(jìn)而對林區(qū)范圍以及林地資源制定出更加科學(xué)的經(jīng)營計劃。由于林業(yè)單位調(diào)查力度不大，專業(yè)人才缺乏，同時森林資源非常廣泛，多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶，導(dǎo)致林業(yè)工作人員在深度調(diào)查方面存在很大不足，影響數(shù)據(jù)調(diào)查精準(zhǔn)性，難以為森林資源的規(guī)劃與管理提供有效參考。

（二）缺乏針對林業(yè)專業(yè)設(shè)備及軟硬件方面的開發(fā)

目前使用的無人機(jī)設(shè)備并非針對林業(yè)工作開發(fā)的專業(yè)設(shè)備，在軟件及硬件的使用上存在一些問題，導(dǎo)致無法更高效率地完成任務(wù)?，F(xiàn)在市面上大多無人機(jī)設(shè)定航線后，只能在一個高度飛行，而外業(yè)調(diào)查實際工作中，海拔落差較大，無人機(jī)的飛行高度無法隨著地形改變。

（三）專業(yè)的技術(shù)人員較少

林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)管工作的工作量是巨大的，僅憑人工手段很難高效完成，所以，在林業(yè)資源調(diào)查監(jiān)測過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分重視現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用。然而，有的林業(yè)工作人員專業(yè)技能素質(zhì)不高，沒能充分認(rèn)識到林業(yè)資源調(diào)查監(jiān)測工作的重要性，對無人機(jī)遙感技術(shù)運用還不熟練，影響工作效率。

四、森林資源的管理

（一）提高森林資源管理意識

上層建筑反作用于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，人民群眾對于森林資源的保護(hù)意識以及管理人員對森林管理的重視程度影響了森林管理的力度與質(zhì)量。可見，要想加強對于森林資源的管理，就需要培養(yǎng)森林管理部門相關(guān)工作人員、管理人員的森林資源保護(hù)意識，利用各地的政府在人民群眾中培養(yǎng)“靠山育林”的新觀念。要加強森林資源保護(hù)意識的宣傳工作，拓寬宣傳渠道，利用豐富的宣傳手段提高宣傳效果，達(dá)到提高森林管理水平、促使森林資源的可持續(xù)發(fā)展的目的，使得保護(hù)森林資源的觀念深入到人民群眾的思想觀念中，并且體現(xiàn)在森林資源管理的工作之中[2]。

（二）嚴(yán)格保護(hù)森林

相關(guān)政府部門應(yīng)履行自身職責(zé)，發(fā)揮監(jiān)督管理職能，在簽署森林資源職責(zé)說明書時，應(yīng)由上至下進(jìn)行，層層推進(jìn)，保證森林規(guī)劃合理性與有效性。領(lǐng)導(dǎo)層人員在開展森林資源保護(hù)工作時，應(yīng)站在全局考慮，重視治理與管理效果。同時，一線林業(yè)部門也應(yīng)參與治理工作，清楚詳細(xì)了解林區(qū)實際情況，申請森林資源建設(shè)管理項目，增強林業(yè)改造種植能力，擴(kuò)大人工造林面積，保證森林資源的實際使用效率，通過森林資源打造生態(tài)環(huán)境保護(hù)氛圍。特殊樹種管理應(yīng)遵循既定模式，擴(kuò)大森林種植面積的基礎(chǔ)上，保證農(nóng)業(yè)與生態(tài)效益，重點在于改善林農(nóng)的生活環(huán)境。除此之外，砍伐工作應(yīng)適度適量，設(shè)定砍伐數(shù)量，并嚴(yán)格實施，劃定明確的規(guī)章保護(hù)制度，確定森林林木砍伐要求，落實林區(qū)內(nèi)樹木培育計劃，保證森林資源自然生態(tài)功能的發(fā)揮。

（三）對森林資源保護(hù)區(qū)的調(diào)查

在進(jìn)行林業(yè)管理的過程中，需要特別重視的一個項目，就是在自然中形成的森林區(qū)域。這種資源與人工形成的森林資源在進(jìn)行規(guī)劃與管理的過程中存在不同，是我國重點森林資源保護(hù)的地區(qū)，對這一區(qū)域的合理調(diào)查以及科學(xué)管理能有效提高我國生物的多樣性，能提高我國環(huán)境的水平，為城市發(fā)展過程中對環(huán)境的需求提供保障，能達(dá)到促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的作用。

五、林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測工作中無人機(jī)遙感技術(shù)的實際應(yīng)用

（一）監(jiān)測森林火災(zāi)與病蟲害

森林火災(zāi)有著極強的破壞性，對森林資源會造成滅頂之災(zāi)。傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測主要是通過人工巡回防護(hù)來進(jìn)行，受地域影響，工作效率非常低，很難及時監(jiān)測到早期小面積的火情，從而延誤火災(zāi)撲救。而通過無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠?qū)ι仲Y源大范圍地開展檢測，而且高清相機(jī)和紅外成像儀可以對火區(qū)位置精準(zhǔn)定位，及時上報?，F(xiàn)如今，無人機(jī)遙感技術(shù)在傳感器類型方面有了很大突破，如激光雷達(dá)和立體航攝儀，能夠針對林區(qū)病蟲害問題，實施多波段成像技術(shù)處理，對林木病蟲害準(zhǔn)確識別，并搭載農(nóng)藥噴霧器來實現(xiàn)精準(zhǔn)防治。

（二）用于監(jiān)測森林火災(zāi)

針對廣東省而言，森林火災(zāi)發(fā)生的時間段一般在冬春季節(jié)，主要是因為這個時候?qū)儆诟杉?，降水量比較少，植物體內(nèi)的含水量也比較少。因此，需要在這個火災(zāi)高發(fā)時段，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，進(jìn)行實時、全面地監(jiān)測，以求避免和減少火災(zāi)情況的發(fā)生。而通過無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要是利用飛行器、紅外成像儀等設(shè)備，對森林的具體情況進(jìn)行監(jiān)測，并且充分地體現(xiàn)出監(jiān)測的良好動態(tài)性和機(jī)動靈活性。得到相應(yīng)的熱圖像信息以后，相關(guān)人員需要進(jìn)行詳細(xì)地分析和正確地判斷。通過無人機(jī)遙感技術(shù)的良好使用，能夠最大限度地減少森林火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險，并且能夠為救災(zāi)爭取更多的時間，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)森林資源的目的。

（三）提取林地生物信息

通過無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠?qū)涔谶M(jìn)行拍攝，生成遙感影像，工作人員通過這些影像數(shù)據(jù)便可以對林區(qū)生物量做出準(zhǔn)確的測量和估算，特別是清晰度更高的影像設(shè)備搭載在無人機(jī)上，可以使單目生物量分辨率大幅提高?，F(xiàn)如今，森林商業(yè)價值不斷提高，很多林區(qū)被開發(fā)成旅游區(qū)，觀光人員的大量增加有可能對生態(tài)環(huán)境造成很大破壞，借助無人機(jī)遙感技術(shù)，還能夠達(dá)到智能化巡防的效果，更好地保護(hù)森林資源[3]。

六、結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，并且具有安全性、可靠性以及機(jī)動性等多種優(yōu)勢和特點。將其應(yīng)用于森林資源的調(diào)查之中，具體可以進(jìn)行森林病蟲害的監(jiān)測、森林火災(zāi)的監(jiān)測、森林水文狀況的監(jiān)測以及規(guī)劃和管理森林資源，進(jìn)而有效地推動森林資源的良好保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉媛媛.無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測中的運用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2020（17）：147-148.

[2]朱曉敏.淺談無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè)， 2020，14（20）：76-77.

[3]張曉晨.林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測中無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)， 2020（18）：31.